舰空导弹武器系统抗干扰能力试验方法

孙 健，雷 鸣，朱惠民

（解放军92941 部队，辽宁 葫芦岛 125001）

0 引言

舰空导弹武器系统典型作战对象主要有反舰导弹、飞机、精确制导武器、直升机等，其主要作战对象和潜在作战对象配置的电子干扰手段和性能看，应具备抗远距离支援干扰、随队掩护干扰和自卫干扰以及组合干扰方式等多种干扰样式的能力［1］。本文针对舰空导弹武器系统抗干扰能力考核需求，首先分析了武器系统抗干扰能力指标，并提出一种综合试验方法。基于舰空导弹武器系统的制导控制系统半实物仿真试验，对多种干扰环境下的武器系统抗干扰能力进行逐一检验，再通过外场飞行试验进行典型工况下的验证。该方法可以支撑对防空导弹武器系统在单一、复合干扰形式下的抗干扰能力指标的评估。

1 舰空导弹武器系统制导体制

舰空导弹常用的制导方式有遥控、寻的和复合制导3 种［2］。遥控制导分为无线电指令、驾束、导弹跟踪和电视制导等；寻的制导分为主动、半主动和被动等，其中半主动制导主要包括连续波半主动和间断半主动两种方式；复合制导是指由几种制导系统依次或同时参与工作的制导方式。从世界主要舰空导弹看，一般采用惯性初制导、指令修正中制导和寻的末制导的复合制导体制。制导的技术体制差异主要表现在末制导导引头上。世界主要舰空导弹采用半主动、主动和半主动/主动复合3 种制导体制，因此，舰空导弹面临的电磁干扰主要分成有源干扰和无源干扰［3-9］。

2 舰空导弹武器系统抗干扰能力指标

2.1 抗干扰能力指标定义

舰空导弹武器系统抗干扰成功可以定义为导弹在干扰条件下实现初、中及末制导交班并导引至目标附近（制导精度范围内）成功实现引信启动。抗干扰成功概率：是在干扰环境下武器系统拦截概率相对系统拦截概率指标百分比。武器系统典型空域的单发杀伤概率可表示为：

其中，P可靠为武器系统战斗工作可靠性，P交班为中末制导交班概率，P落入为末端落入概率，P引信为引信正常工作概率，P战斗部条件杀伤为战斗部条件杀伤概率。武器系统战斗工作可靠性和战斗部的杀伤概率不受干扰条件影响或者不敏感干扰环境。因此，抗干扰成功概率主要与中末制导交班概率、末端落入概率和引信正常工作概率相关。

导弹武器受干扰影响环节主要包括应答机、导引头和引信。分析各环节受干扰的影响如下：1）应答机抗干扰性能表征了干扰对上行制导指令传输性能的影响，并最终影响导弹中制导性能和中末制导交班性能；2）导引头抗干扰性能表征了干扰对导引头跟踪和测量性能的影响，最终影响导弹的制导控制性能，并体现在落入概率；3）引信抗干扰性能表征了引信是否能够正常启动并实现引战配合、目标毁伤，引信抗干扰性能与制导控制系统工作过程相对独立。

需要说明的是，中制导性能和中末制导交班性能主要影响导引头正常截获目标性能，并最终影响导弹制导精度。因此，应答机抗干扰性能通过制导控制系统的传递，也最终反映到对导弹落入概率的影响。综上所述，影响导弹抗干扰成功概率的因素包括导弹落入概率和引信正常工作概率。排除无干扰条件下的影响因素，导弹抗干扰成功概率可表示为：

其中，Pj为干扰条件下导弹单发杀伤概率，P0为导弹单发杀伤概率指标，P落入j为干扰条件下导弹落入概率，P落入0为导弹落入概率指标，P引信j为干扰条件下引信正常工作概率，P引信0为引信正常工作概率指标。

2.2 考核流程

舰空导弹武器系统抗干扰能力主要体现在弹载应答机、导引头、引信以及导弹制导控制能力上。导弹武器系统抗干扰成功概率的考核流程如图1所示。1）选取典型空域点和抗干扰评估针对的典型干扰形式和目标类型；2）通过弹载应答机抗干扰仿真模型，计算应答机在干扰条件下的工作信干比，判断导弹飞行过程中应答机是否正确译码，输出给制导控制系统。应答机工作信干比门限、尾焰衰减等数据均通过试验获取；3）通过导引头抗干扰仿真模型，模拟实物将干扰条件下的相关信息输出给制导控制系统。其中，导引头仿真模型通过半实物仿真、外场试验数据校验；4）利用应答机抗干扰仿真模型、导引头抗干扰仿真模型、制导控制系统仿真模型，建立导弹落入概率仿真模型，获取导弹在干扰条件下的落入概率。其中，制导控制系统仿真模型通过发动机实测数据、外场校飞、飞行试验等数据校验；5）在相同的评估场景下，利用序贯试验方法，开展引信抗干扰实验室路馈试验，试验结果通过二项分布可靠性置信下限评估方法，获取引信在干扰条件下正常工作概率；6）将干扰条件下的落入概率与引信正常工作概率的乘积，与系统落入概率指标与引信正常工作指标的乘积相比，得到典型空域点导弹抗干扰成功概率。

图1 抗干扰成功概率评估流程

3 舰空导弹武器系统抗干扰能力指标考核方法

舰空导弹武器系统根据目标类型、飞行高度、超音速蛇形机动等因素制定了多个杀伤概率指标，再加上多个干扰环境下的抗干扰对抗成功率指标，受试验子样数的限制，不可能通过飞行试验对干扰条件下的杀伤概率指标进行检验。因此，舰空导弹武器系统抗干扰能力指标的考核，主要通过半实物仿真试验对各种干扰模式下抗干扰成功概率进行检验，在此基础上选取典型干扰样式、试验航路开展外场实弹打靶飞行试验进行验证。

3.1 半实物仿真试验方法

在舰空导弹武器系统抗干扰成功概率评估方法中，导引头抗干扰仿真模型可以由半实物仿真系统实现。半实物仿真系统由弹上信息处理设备、导引头等被试设备实物，和微波暗室、三轴转台、转台控制机、阵列控制机、目标控制机、仿真计算机等参试设备等组成，目标控制机进行目标的仿真计算，并驱动阵列控制机在微波暗室的面阵上模拟产生目标和干扰信号；仿真计算机进行弹体动力学和运动学仿真计算，并产生控制信号控制转台模拟弹体的姿态变化，指令线及引信以分系统抗干扰试验结果形式串入半实物仿真系统中；导引头放置在三轴转台上，测量面阵上的模拟目标，输出弹目距离和导引头视线角；弹上信息处理设备与导引头之间采用弹上电缆网进行连接，其信息传递关系与弹上基本相同。

图2 半实物仿真系统结构

典型空域点选取策略：1）空域点要覆盖导弹的高界、低界、近界、远界、最大航路捷径、最大高低角、最大航路角；2）在高层方向与水平方向，按照均匀方式选取规定数目的空域点；3）比对微波暗室的性能参数，对选取的空域点进行验证，如果超出微波暗室的模拟范围，则去除该空域点。

3.2 外场飞行试验方法

舰空导弹武器系统抗干扰飞行试验方案是基于给定的试验弹数，根据武器系统杀伤空域、杀伤概率、抗干扰成功概率等因素设计试验序号，采用各序号概率综合平均方法计算方案检验概率，根据二项分布经典假设检验方法设计检验方案［10］。例如：某型舰空导弹武器系统对飞机、直升机、反舰导弹类目标的单发杀伤概率分别为A1、A2、A3，对抗远距离支援干扰、自卫有源干扰、自卫无源干扰、复合干扰的成功概率分别为B1、B2、B3、B4。当外场飞行试验弹数没有限制时，每个干扰模式和目标类型均应设计飞行试验验证，至少应安排12 次飞行试验；当外场飞行试验弹数有限制且只有5 个飞行序号时，根据舰空导弹典型作战环境，飞行试验选取拦截的目标类型和干扰模式如表1。

表1 飞行试验选取拦截的目标类型和干扰模式

根据二项分布经典假设检验方法设计检验方案，其中飞行试验验证设计的指标值为：

依据经典评估方法，二项分布的置信下限设计试验。已知试验次数为N，试验成功数为S，试验失败数为F，在给定置信水平γ 下，概率指标R 的经典单侧置信下限RLC由下式确定：

4 结论

舰空导弹武器系统的抗干扰能力作为其战斗力生成的重要指标，是武器系统试验鉴定考核的重点。本文提出一种试验方法，主要通过半实物仿真试验对各种干扰模式下抗干扰成功概率进行检验，在此基础上选取典型干扰样式、试验航路开展外场实弹打靶飞行试验进行验证，该方法可以支撑对防空导弹武器系统在单一、复合干扰形式下的对抗成功概率指标考核评估。